多信道下混频设备 【技术领域】
本发明涉及一种混频设备，尤其涉及一种能够把包括多个信道的一个多信道信号混频为包括多个信道的一个输出信号，并同时保留多信道信号的预定方向和信号能量的下混频器。
背景技术
通常，音频记录或者影片声轨(影片混频)产生为具有两个以上的声频信道，以便给收听者一个更逼真的感觉：即，音频记录是真实的。例如，影片混频可以产生3个信道记录，提供左前(LF)、右前(RF)和中心(C)信道。影片混频可以改为产生5个信道记录，包括LF、RF和C信道，以及后左(RL)和后右(RR)信道，或者在某些情况中，被产生为5.1个信道记录，包括5个信道记录的信道加上一个低频(LFE)信道。
然而，音频记录或影片混频的收听者可以具有这样一个音频系统，它提供的信道比音频录音或影片混频已经产生的信道数更少的信道。通常，当收听者的音频系统只支持2个信道(即，立体声)录音重放时发生这种情况。在这种状况下，通过利用合并器(下混频器)把多信道信号合并或下混频为2个信道，从而来把此种记录作为一个2信道记录提供给收听者。下混频例如可能出现在一个编码器中，在此，一个2信道记录被提供于媒体(即，CD，DVD等等)之上。下混频可能出现于收听者地音频系统的解码器处，在此，解码器把多信道信号下混频为2信道混频。
当把一个多信道信号下混频到2信道时，下混频器通常使用固定的混频系数。用于5信道影片记录的一个常见的下混频器在把两个后部信道反相混频到输出信道之前把它们混频在一起。这可以导致后部信道中的任何信号在标准影片解码器中从后部再生。可是，有关声音是来自左后部还是来自右后部的信息通常被丢失。
古典音乐的一种常见的下混频器，例如，利用5信道下混频的欧洲标准，把两个后部信道直接混频成为输出信道，而没有任何相位反相。这可以保存后部信道的左/右方向性，但是不保护计划在收听者后面听到的信号的指示。在两个信道重放中，当通过标准影片解码器播放时，结果混频使下混频信号出现时都好像它就在收听者的前面一样。
某些下混频器可以稍微变化混频比来企图保存信号能量，例如，当环绕输入信号彼此之间相对不关联时。然而，多信道信号的信号能量和出现方向实质上没有保存，例如，当输入信号在输入信道之间声像移动(pan)的时候。
此外，标准影片下混频器和欧洲标准下混频器在把后部信道混频到输出信道中之前都将它们衰减3dB。这种衰减可以导致应用于其中一个后部信道的音响效果响度比原始五个信道混合的低。在这种情况下，后部输入中的能量没有保存在输出信道中。
当将输入信号下混频时，上述译码器/解码器的又一个问题存在于声音事件处理中(即，声音短脉冲群具有明确定义的开始，并且它可能具有或不具有明确定义的结束，比如来自乐器的音符或语音中的音节)。所使用的下混频算法使得声音事件在被下混频的信号的强音中减少，尤其是在混响存在的情况中。上述的下混频器使得声音事件被下混频到前部信道中。然而，当这些声音事件被下混频到前部信道中时，它们可能变得很难听到甚至听不到。
此外，把三个前部信道混频到双输出信道中的下混频器有方向的局部化问题，在此，声音在三个信道记录中混频，以使它们被察觉到像来自左边(或右边)前部信道和中心信道之间，当三个信道信号被下混频到两个信道并且通过两个扬声器再现时，这些声音被察觉来自不同的地点。实际上，两个信道下混频中的声像几乎在左边(或右边)的扬声器而不是正好在中心和左边之间。
因此，存在一种对保持多信道混频的预定方向和信号能量的下混频器的需要。另外，存在对一种下混频器的需要，它在混响存在情况下恰当地混频输入信号并且在下混频处理过程中它加强输入信号内的声音事件。
【发明内容】
提供一种下混频器系统来产生用于把具有多个输入信道的多信道输入信号下混频到具有多个输出信道的输出信号的混频系数。混频系数可以响应于被下混频的(输出)信号和到下混频器的输入信号之间的能量比较而产生，因此输入信号的能量和预定方向基本上被保存在输出信号中。输入信号的输入信道数可以大于或等于输出信号中的输出信道数。此外，或在替换情况中，混频系数产生可将诸如在环绕输入信道接收的一个输入信号的预定方向保存在输出信号的至少一个输出信道中。在这种环境中，所保存的预定方向可以被用于一个能够将环绕信道信息解码的上混频器(upmixer)，从而把环绕信道信息放置在上混频的一个或多个环绕信道中。
混频系数可以在测试下混频器环境中产生，其中，测试下混频器环境可以被用于产生响应于使用测试下混频器接收的受限带宽(即，被滤波)的输入信号所确定的输入和输出信号能量的混频系数。然后，使用测试下混频器所确定的混频系数可以在全带宽下混频器中使用。
混频系数值可以通过检索预定的混频系数值产生。预定的混频系数值可以在下混频器的存储设备处被存储在列表格式中，例如一维或二维的表格。该表格可以由输出能量和输入能量的比值来指示。在将一个输入信号下混频时，当遇到基本上类似的输出输入比值时，从将输入信号下混频中使用的混频系数表检索一个或多个混频系数是可能的。
可以产生响应于多个输入信道的输入能量混频系数。至少一个输入信道和至少另一个输入信道之间的能量比可以被确定，其中，混频系数产生响应于能量比。混频系数产生可能包括增加一个或多个混频系数值或减少一个或多个混频系数值。此外，可以检测声音事件的开始，其中，混频系数产生可能响应于输入能量和声音事件检测的开始。
经过考查下列附图和详细说明之后，本发明的其它系统、方法、特征和优点对于本领域技术人员来说将是，或将变得明显。可以认定的是，所有这类附加系统、方法、特征和优点包括在说明书和本发明的范围内，并且受到下列权利要求的保护。
【附图说明】
本发明可以通过参考下列附图和说明而更容易被理解。附图中的元件不一定是按比例的，而是当说明本发明原理的时候放置的重点。另外，在附图中，类似的参考数字在所有各个视图中指示对应部分。
图1是用于把三信道输入信号下混频到双信道输出信号的下混频器设备的功能框图。
图2是说明图1的下混频器设备的操作流程图。
图3是说明图1的下混频器和图9的下混频器的混频系数产生的流程图。
图4是说明确定图3的信道能量的流程图，其可以在把三信道输入信号下混频到双信道输出信号中使用。
图5是说明确定图3的反馈常数的流程图，其可以在把三信道输入信号下混频到双信道输出信号中使用。
图6是说明图3的信道混频系数产生的流程图，其可以在把三信道输入信号下混频到双信道输出信号中使用。
图7是根据图4-6的流程图所产生用于从中心信道到左信道声像移动的单个输入信号的混频系数图表。
图8是用作声像移动角度的功能混频系数的图表，当三信道信号被下混频并且经由双信道再现时，该系数在实验上得出以补偿局部中的精细误差。
图9是用于把5.1信道输入信号下混频到双信道输出信号的下混频器设备的功能框图。
图10是说明图9的下混频器设备的操作流程图。
图11是说明确定的I/P和O/P信道能量以用于图9的下混频器的图3的产生的流程图。
图12是说明用于图9下混频器的图3的至少一个反馈常数的产生的流程图。
图13是说明产生用于图9下混频器的图3的一个或多个混频系数的流程图。
图14是说明用于图9的下混频器而产生的混频系数的调整的流程图。
图15是说明确定图14的信道能量的流程图。
图16-17是说明调整图14的一个或多个混频系数的流程图。
【具体实施方式】
提供一种下混频器系统来产生用于把具有多个输入信道的多信道输入信号下混频到具有多个输出信道的输出信号的混频系数。输入能量级可以对于至少多个输入信道而确定，并且混频系数可以响应于确定至少输入和输出能级的一个而产生，这样输入信号的信号能量和预定方向基本上被保存。输出能量级可以对于至少一个输出信道而确定，其中，混频系数可以响应于输入和输出信号能量而产生，这样输入信号的信号能量和预定方向基本上被保存在输出信号中。
输出信号中的输出信道数可以小于输入信号的输入信道数，例如当三信道输入信号被下混频到一个双输出信道输出信号时。输入信号的输入信道数可能等于输出信号的输出信道数，例如当下混频器被用来下混频环绕信道信息时。
下混频器可以给输出信号的收听者提供输入信号的明显方向和相对响度的实质上的精确再现。当将包括前部信道和环绕信道信息两者的输入信号下混频时，下混频器能够把前部信道和环绕信道信息独立地下混频，以在输出信号处基本上保存输入信号的能量和预定方向。被下混频的环绕和被下混频的前部信道信息可以被结合(即，加在一起)来产生输入信号的双信道混频。
在把输入多信道信号下混频到输出信号的过程中，下混频器能够变更输入信号的前部输入信道和环绕输入信道之间的能量比。能量比变更可以被用于把存在于多信道输入信号中的混响的基本上精确的再现提供给输出信号。下混频的能量比变更可以经由混频系数调整来完成。另外，可以调整混频系数来加强声音事件(即，来自乐器的音符，语音的音节(电话)，等等)。声音事件可以在一个或多个输入信道中出现，例如左边和右边环绕信道，以在下混频器的输出信号处提供声音事件的充分精确的再现。
用于把具有3输入和5.1输入信道的输入信号下混频到具有2输出信道的输出信号的下混频器将在下面详述。然而，显而易见的是此处的讲述可以被应用于具有不同输入信道数的输入信号，而且可以被下混频到具有多于双输出信道的输出信号。
图1是能够把包括至少3输入信道的多信道输入信号下混频到包括小于输入信道数的输出信道数的输出信号的下混频设备的功能框图，在此是2输出信道。如图1中所示，下混频器100包括通常在102指出的全带宽下混频器，其用于把多信道输入信号下混频到响应于所产生的左右信道混频系数ml和mr的输出信号，这样输入信号的信号能量和预定方向被基本上保存在输出信号中。全带宽下混频器102能够在宽频率范围上进行下混频，例如，在20-20,000频率范围上下混频。其它频率范围是可能的。下混频器100还可以包括测试下混频器104和控制器106，其中，测试下混频器104和控制器106可以被用于产生测试混频系数值，测试混频系数值可以被用来更新全带宽下混频器102的左右混频系数ml和mr，如下所述，以在输出信号处容许输入信号的信号能量和预定方向的基本保存。测试下混频器可以在有限的频率范围内操作，例如700-4000赫兹的频率范围。其它频率范围是可能的。测试下混频器操作的有限的频率范围可以是有利的，这是因为其允许全带宽下混频器102的混频系数使用人类收听者特别敏感的频率范围来产生。用这种方式来产生混频系数可以允许在输出信号产生更精确地反映输入信号响度的混频系数，其被人类收听者感知。
因为能量和预定方向在使用测试混频系数的测试下混频器104被基本上保存，如果在全带宽下混频器中使用，则测试混频系数值将允许全带宽下混频器的输入信号的能量和预定方向被基本上保存在输出信号中。当测试下混频器104和控制器106产生混频系数的时候，生成值就可以被用来更新全带宽下混频器102的混频系数。
如图1中所示，全带宽下混频器102能够把具有3信道，例如被下混频的左(LI)、中心(CI)和右(RI)输入信道的输入信号下混频到具有2信道，例如左输出(LO)和右输出(RO)信道的输出信号。
全带宽下混频器102包括第一混频器108和第二混频器110，第一和第二混频器分别指定包括左信道混频系数ml和右信道混频系数mr的混频系数，以用于CI信道与和LI和RI信道的混频。CI信道可以与LI和RI信道混频来产生各自的L’和R’信道。第一混频器108与第一移相器112相连接来把所期望的相移提供到L’信道，从而产生输出信号的LO信道。类似地，第二混频器110与第二移相器114相连接来把所期望相移施加到R’信道，从而产生输出信号的RO信道。移相器112和114能够把纯相移提供给L’和R’信道信息，这样L’和R’的能量和幅度在任何频率都不受影响。
测试下混频器104可以包括第一测试混频器116和第二测试混频器118。第一测试混频器116能够分别接收受限带宽(即，被滤波)LI和CI信道信息LILim和CILim的至少一个，并且使用测试左信道混频系数ml’来混频LILim和CILim以形成受限带宽测试混频器左输出信道LOLim。类似地，第二测试混频器118能够接收受限带宽RI信道信息RIlim和CILim信道信息中的至少一个，并且使用测试右信道混频系数mr’混频RILim和CILim以形成测试混频器104的受限带宽RO输出信道ROLim。
控制器106与第一混频器108、第二混频器110、第一测试混频器116以及第二测试混频器118相连接。控制器106能够接收输入信号的LI、CI和RI信道信息中的一个或多个，并且能够确定在测试下混频器104中使用的受限带宽(即，被滤波)信道信息，例如LILim、CILim和RILim。另外，控制器106能够接收输出信道信息，例如来自全带宽下混频器102的输出信道信息LO和RO，和/或来自测试下混频器104的受限带宽输出信道信息LOLim和ROLim，并且如下所述通过使用测试下混频器104能够产生一个或多个混频系数值，例如，全带宽下混频器102的混频系数ml和mr。控制器106还可以与存储设备120相连接来提供一个或多个可以被控制器106使用的储存设备，例如在下混频器操作过程中的工作存储器和/或程序存储器。
图2是说明在把多信道(即，＞2信道)输入信号下混频到具有小于输入信号的信道数的输出信道中下混频器100的操作流程图，在此输入信号和输出信号的信道分别为3信道和2信道。如图2所示，在200，输入信道信息在全带宽下混频器102被接收，例如LI、CI和RI信道信息。
在202，控制器106能够产生第一和第二混频器108和110所使用的混频系数ml和mr中的至少一个以将LI、CI和RI信道信息混频，例如如下所述使用测试下混频器104来完成。在204，全带宽下混频器102可以在第一混频器108混频LI和CI信道以形成L’信道，如
L’＝LI+ml*C. (等式1)
在206，第一移相器112然后可以把期望相移提供给L’信道信息，其中，在212，结果信道信息被提供为输出信号的LO信道。
类似地，第二混频器110可以在208将RI和CI信道混频以形成R’信道，如
R’＝RI+mr*C. (等式2)
然后，在210，第二移相器114可以把任何期望相移提供给R’信道信息，其中，在212，结果信道信息被提供为输出信号的RO信道。
在图2的流程图中，尽管产生步骤202被显示为出现在具体位置，但是很显然的是，混频系数的产生可以在全带宽下混频器102的操作过程中的任何时候被完成，和/或可以在全带宽下混频器102的操作过程中的多个时间间隔完成。
在202，混频系数ml和mr可以在全带宽下混频器102的操作过程中在同一或在分开的时间产生。另外，在某些情况下，所希望的可能是只产生将被全带宽下混频器102使用的单个混频系数，例如ml或mr。此外或在替换情况中，产生步骤202可以在输入信号的混频过程中被周期性地完成，例如在某些时间间隔(即，每1.5毫秒或10毫秒)，或在处理了输入信道信息的具体数量之后(即，输入信道信息的64个样本或640个样本)。当产生混频系数ml和mr中的一个或两者的时候，控制器106就可以用一个用于所更新混频系数中的一个或两者的更新值来更新相应的第一和/或第二混频器108和110。混频系数值的这样的更新可以出现在输入信号到输出信号的下混频过程中的任何时间。
混频系数产生将通常相对于图3的流程图来描述。图3-8和11-13的流程图和图表将在图3的环境中说明，来描述不同环境的混频系数的产生。
图3是说明混频系数产生步骤202的流程图，例如，左右信道混频系数ml和mr。混频系数产生例如可以出现在测试混频器104和控制器106。如图3中所示，在300，输入和输出信道能量中的至少一个可以被确定，例如通过控制器106，使用测试下混频器104来完成。在302，控制器106然后可以确定一个或多个反馈常数，例如，来平滑/稳定混频系数值的产生，尤其是在迅速地变化输入信道信息的情况存在时。在304，控制器然后可以产生一个或多个混频系数，例如响应于信道能量和/或一个或多个反馈常数的测试混频系数ml’和mr’。全带宽下混频器102的混频系数可以用测试混频系数值来更新。
如下所述，控制器106一般用受限带宽输入信号信息来产生混频系数值，例如对LI、CI和/或RI信道信息滤波来增强音频频率，例如在700-4000赫兹频率范围中。滤波可以增强其它频率范围。对输入信道信息滤波可以允许所产生的混频系数来更精确地反映人类收听者感知的声音响度。尽管全带宽下混频器102一般是能够在宽频率范围之上对输入信号下混频的宽带下混频器，例如20赫兹-20千赫，但是人类听觉可能对中间频率的能量含量特别敏感，例如700-4000赫兹频率范围，并且确定响应于中间频率范围的混频系数是有利的，因为其允许输入信号响度被保存在人类收听者最敏感的频率中。替换地或此外，控制器100可以使用全带宽输入信道信息来产生混频系数值(即，非滤波的输入信道信息)。
一个或多个混频系数的产生将在以下对于不同情况详述。例如，图4-6是说明控制器106的操作的流程图，其使用测试下混频器104来产生可以用于把三信道输入信号下混频到双信道输出信号的混频系数。图7是说明由下混频器100根据图4-6的流程图用具体输入信号产生混频系数的图表，这样输入信号的能量和预定方向基本上保存在输出信号中。图8是说明在实验上对于具体输入信号确定的理想混频系数的图表，这样输入信号的能量和预定方向在输出信号基本保存。在产生图7和8的图表中使用的输入信号方案可以在产生如下所述的预定混频系数值中使用。可以使用其它输入信号方案。图11-13说明能够把5.1输入信道下混频到双输出信道的混频系数的产生。
图4-6是说明图3的混频系数产生的流程图，其可以用来把三信道输入信号下混频为双信道输出信号。
图4是说明在300中确定输入和输出信道能量中至少一个的控制器106和测试下混频器104的操作的流程图。如图4中所示，在400，包括LI、CI和RI信道信息的输入信道信息在控制器106被接收。在400，所接收的输入信道信息可以包括作为输入信号被接收的音频信息的一个或多个数字信号样本，该输入信号表示LI、CI和RI信道信息中的至少一个。
在402，输入信道信息可以被控制器106滤波，以形成受限带宽输入信道信息LILim、CILim和RILim。例如，输入信道信息可以被滤波以基本上加强输入信号的音频频率，比如在700到4,000赫兹频率范围中。在404，受限带宽输入信道能量然后可以分别被用于LI和RI信道的控制器106确定，为
ELILim＝LILim2+CILim2，和 (等式3)
ERILim＝RILim2+CILim2 (等式4)
在406，受限带宽LO和RO信道信息LOLim和ROLim可以在测试下混频器104确定，如
LOLim＝LILim+ml’*CILim和 (等式5)
ROLim＝RILim+mr’*CILim (等式6)
在408，受限带宽输出信道能量可以分别用于LO和RO信道的控制器106确定，为
ELOLim＝LOLim2和 (等式7)
EROLim＝ROLim2 (等式8)
在404和408被确定的受限带宽输入和输出信道能量一般由控制器106在控制器106接收的输入信道信息的多个样本上进行平均。多个样本包括第一时段，其可以包括例如在400接受的输入信道信息的64个抽样。
受限带宽输入和输出信道能量被确定为用于LILim、LOLim、RILim和ROLim信道的总受限带宽能量，其可以在410被分别平均为ELISum、ELOSum、ERISum、EROSum信道能量，其中
ELISum＝ELISum+ELILim (等式9)
ERISum＝ERISum+ERILim (等式10)
ELOSum＝ELOSum+ELOLim和 (等式11)
EROSum＝EROSum+EROLim (等式12)
接下来在412，判断平均值是否完成。当在412确定平均值没有完成时，流程回到如上所述在400接收输入信道信息。然而，当在412确定第一时段完成的时候，在414，总受限带宽输入和输出信道能量被分别确定为总受限带宽左右信道输入和输出能量EINLLim、EINRLim、EOUTLLim和EOUTRLim，其中
EINLLim＝ELISum+ECISum (等式13)
EINRLim＝ERISum+ECISum (等式14)
EOUTLLim＝ELOSum和 (等式15)
EOUTRLim＝EROSum (等式16)
当在300确定输入和输出信道能量中至少一个的时候，一个或多个反馈常数可以在302根据图5的流程图确定。
图5是说明在确定至少一个用于产生混频系数来把三信道输入信号下混频到双输出信道的反馈常数中控制器106操作的流程图。在500，判断总LO信道能量EOUTLim是否大于总受限带宽LI信道能量EINLLim。当在500确定总受限带宽LO能量不大于总受限带宽LI能量时，左信道反馈常数fbl可以在502被控制器106产生为
fbl＝0.98*fbl (等式17)
左信道反馈常数fbl可以被初始化为例如1的值。可以使用反馈常数的其它初始值，例如在0和1之间。然而，当在500判断总受限带宽LO信道能量大于总受限带宽LI信道能量时，左信道反馈常数在504由控制器106产生为
fbl＝0.98fbl+gfb((EOUTLLim/EINLLim)-1) (等式18)
其中，gfb可以为值0.04。gfb的值可以在实验上有考虑地选择，例如一个高的gfb值可以使得反馈回路不稳定，且一个低的gfb值可以基本上减少或消除反馈作用。
当在502或504产生反馈常数的时候，在506确定是否总受限带宽RO信道能量EOUTRLim大于总受限带宽RI信道能量EINRLim。当在506确定总受限带宽RO信道能量不大于总受限带宽RI信道能量的时候，右信道反馈常数fbr可以在510由控制器106产生为
fbr＝0.98*fbr (等式19)
fbr的值最初可以被设置为1。然而，当确定总受限带宽RO信道能量大于总受限带宽RI信道能量时，右信道反馈常数fbr可以在508由控制器106产生为
fbr＝0.98fbr+gfb((EOUTRLim/EINRLim)-1) (等式20)
尽管未示出，但是很显然的是，在确定反馈常数fbl和fbr中的一个或两者之前，总受限带宽LO信道能量、总受限带宽RO信道能量、总受限带宽LI能量和/或总受限带宽RI能量可以被滤波，例如低通滤波。滤波可以在控制器106完成，例如低通滤波。低通滤波可以使用例如70毫秒的时间常数。其它时间常数可以被使用。此外，明显的是，至少一部分滤波可以不由控制器106执行，而是由一个或多个配备为硬件设备的滤波器来完成。
回到图3，当在302确定一个或多个反馈常数时，一个或多个测试混频系数可以在304由控制器106产生，其相对于图6的流程图来描述。如图6中所示，测试左信道混频系数ml’可以在600由控制器106产生为
ml’＝0.71+fbl*lf+fbr*rf (等式21)
其中，fbl和fbr具有以上关于图5确定的值，lf具有值-1，和rf具有值0.3。lf和rf的值可以被用来分别偏置测试混频系数ml’和mr’。当三信道信号被下混频和经由双信道再生时，测试混频系数可以使用lf和rf被偏置，例如用来补偿局部中的精细误差(即，预定方向)。lf和rf的其它值可以被使用。
在600产生测试左信道混频系数ml’的值之后，测试混频系数ml’的值可以在602被限制为一个0和1之间的值。例如，当ml’被确定小于0时，ml’被设置为值0，和当ml’被确定大于1的时候，ml’被设置为值1。
测试右信道混频系数mr’然后可以在604由控制器105产生为
mr’＝.71+fbl*rf+fbr*lf (等式22)
其中，fbl、fbr、rf和lf具有上述根据产生步骤600的值。
在产生测试混频系数mr’之后，mr’的值可以在606被限制为一个在0和1之间的值。例如，当测试混频系数mr’被确定小于0时，mr’可以被设置为值0，并且当测试混频系数mr’被确定大于1时，mr’可以被设置为值1。
例如使用反馈常数fb确定测试混频器下混频器左右混频系数ml’和mr’，来基本上将测试下混频器104接收的受限带宽输入信号的能量和预定方向保存在测试混频器的输出信号中。因为能量和预定方向使用测试混频系数在测试下混频器104基本上保存，所以测试混频系数值，如果在全带宽下混频器102中使用，将允许在全带宽下混频器的输入信号的能量和预定方向基本上保存在输出信号中。测试混频系数值ml’和mr’可以在608被用来更新在全带宽下混频器102中使用的混频系数值ml和mr。
更新步骤608可以通过控制器106用测试左信道混频系数ml’的值来更新第一混频器102的左信道混频系数ml来完成，即用ml’的值来替换ml的值。类似地，右信道混频系数mr可以通过控制器106用测试右信道混频系数mr’的值来更新第二混频器104的右信道混频系数mr来完成，即用mr’的值来替换mr的值。
另外或在替换中，在608，通过在混频系数用于实际上产生输出信号的全带宽下混频器之前，通过平滑混频系数，由控制器106更新左右信道混频系数。这个平滑可以出现在ml和mr的新值计算之间的时间中。例如，大约每二分之一毫秒，全带宽下混频器中的ml的值就可以用这种方法改变(即，更新)来使它更接近计算值ml’。做出改变使得在另一个ml’的值在测试下混频器104被确定之前，ml’的值在全带宽下混频器中由ml达到。相对于用测试混频系数值mr’来更新混频系数值mr，与此是相同的。
用这种方法，左右信道混频系数ml和mr可以在304产生用于全带宽下混频器102。
图7是混频系数的图表，其可以由下混频器100根据图4-6的流程图而产生，用于出现在CI和LI信道的单个输入信号。图7的图表由在LI和CI信道之间被平滑地声像移动的单信号产生，其中，输入信号的预定方向是精确地已知的。图8是当三信道信号被下混频并且经由双信道再现时，用作在实验上导出的声像移动角度以补偿局部中的精细误差的混频系数的图表。图8的图表说明一种计算的理想情况，其中，在LI和CI信道之间有一个平滑地声像移动的单个信号，并且在此，输入信号的预定方向是精确地已知的。左信道混频系数ml的值在图9和10中使用虚线指示，且右信道混频系数mr的值在图9和10中使用实线指示。
显而易见的是，比如ml和mr的混频系数可以在202被产生(图2)，作为响应于输入信道能量的预定值，并且不需要被实时产生。这类方案可以使用来自测试下混频器的频率限制的输入和输出能量作为到一个或多个一维或二维查阅表的输入。从用于下混频器的操作的进程的解释可以明显看出，混频系数可以取决于输入能量对输出能量的比值。对查阅表的输入是由测试下混频器确定的输出/输入能量比，该查阅表可以被用来直接导出诸如ml和mr的混频系数。
为了产生存储在这类查阅表中的预定混频系数，比如混频系数ml和mr，可以使用控制器106和一个诸如下混频器102或测试下混频器104的下混频器，其中，用于具体输入信号方案的输入信号(即，具有从CI到LI光滑声像移动的特征，比如被用来产生图8的图表)可以由下混频器处理来确定由输入信号方案得到的输出能量和输入能量之间的比值。下混频器和控制器106然后可以被用来确定至少一个混频系数，比如，混频系数mi和mr，它们可以与具体输入信号方案使用，这样在输入信号预定方向中的信号能量在输出(被下混频)信号中基本上保存。可以产生混频系数，例如根据图4-6如上所述。
对于具体输入信号方案的输出和输入能量之间的比值可以在存储设备120被存储在表格格式中。这样的表格格式可以包括例如由用于一个或多个输入信号方案的输出对输入能量比值标识的混频系数ml和mr。例如，可以提供用于ml的混频系数表，并且通过用于具体输入信号方案的输出对输入信号能量比值来标识。类似地，可以提供用于mr的混频系数表并且由用于具体方案的输出与输入信号能量之间的比值来标识。
在操作中，控制器106可以检测具体输入信号方案，确定输出和输入能量之间的比值，并且基于该比值查找至少一个混频系数的值，例如，用于下混频器的混频系数ml和mr，以将用于该输入信号方案的信号下混频。被检索到的一个或多个混频系数允许输入信号的输入能量和预定方向在输出信号中基本上保存。控制器可以用所检索的混频系数值来更新下混频器中的混频系数值，例如以根据图6的更新步骤608的上述类似方式。
用这种方法，可以确定预定混频系数方案库，并且例如在存储设备120存储该库。该库可以包括用于混频系数的混频系数表，其中，例如，每个混频系数表提供由输出对输入能量比标识的一个或多个混频系数。混频系数表可以是其他的配置。在检索具体输入信号方案的混频系数值中，混频系数库可以被控制器访问。
预定的混频系数产生可以结合根据图6-8的上述混频系数产生来使用。例如，控制器可以尝试识别输入信号是否满足具体输入信号方案的需要，混频系数库包括用于该具体输入信号方案的预定的一个或多个混频系数。当控制器106确定输入信号符合混频系数为之存储的输入信号方案的一个时，控制器就可以通过从上述的混频系数库中检索适当的混频系数来产生混频系数。然而，当控制器106确定输入信号不满足所存储的输入信号方案的标准时，控制器就可以结合测试混频器104来产生用于下混频器的混频系数。
另外或在替换中，控制器可以使用允许它识别输入信号方案的特征的学习算法，预定的混频系数将对该输入信号方案是有用的(即，在下混频器的一个输入信号中被重复接收的输入信号方案)。在这类环境中，控制器能够使用测试下混频器来确定具体输入信号方案的并且存储在存储设备120中的混频系数值。当输入信号方案被随后识别时，控制器106可以通过从混频系数表中检索混频系数而产生用于该方案的混频系数。
通过上述检索混频系数来产生混频系数值，控制器可以产生混频系数值，其可以允许输入信号能量和预定方向保存在输出信号中，并且只需要比根据图4-6所述产生混频系数所需更少的下混频器资源。下混频器资源可以被节省出来供在其它操作中的下混频器使用。
图9是根据本发明的下混频器900的方框图。下混频器900能够接收包括超过双信道的多信道输入信号，并且能够把多信道输入信号下混频到包括小于输入信号信道数的多个信道的输出信号。下混频器900包括用于把5.1信道输入信号下混频到使用前部信道左右混频系数ml和mr和环绕信道混频系数mi和ms中的至少一个的双信道输出信号的全带宽下混频器901，这样输入信号的能量和预定方向基本上保存在输出信号中。下混频器900还包括测试下混频器104’，其可以结合控制器940用来产生前部信道左右混频系数ml和mr。因为前部信道混频系数ml和mr可以用图1的测试混频器104和控制器106产生混频系数ml和mr的类似方式来产生，所以测试混频器104’的操作将不再详述。下混频器900还可以进一步包括测试下混频器950，下混频器950可以与控制器940用来产生一个或多个环绕混频系数，例如，环绕混频系数mi和ms，这样输入信号的信号能量和预定方向被充分地保存在全带宽下混频器901的输出信号中。
如图9所示，前部左输入(LI)、前部中心输入(CI)、前部右输入(RI)、低频(LFE)、左环绕输入(LSI)和右环绕输入(RSI)信道可以在下混频器900接收。下混频器900能够把输入信号的5.1输入信道下混频到一个输出信号，该输出信号包括例如双输出信道、左输出(LO)和右输出(RO)信道。
全带宽下混频器901可以包括用于混频LI、CI和LFE信道的第一LI混频器902，和用于混频输入信号的RI、CI和LFE输入信道的第一RI混频器904。在第一LI混频器902和第一RI混频器904将CI信道混频之前，乘法器906和908可以用来把CI输入信号乘以各自的前部左和右信道混频系数ml和mr。第二LI混频器910可以允许环绕信道LSI和RSI中的一个或两者的分量加到LI’信道信息上，并且可以提供LI移相器912来完成任何期望相移以形成LO’信道信息。类似地，可以提供第二RI混频器914来把环绕信道LSI和RSI中的一个或两者的分量加到RI’信道信息，并且可以提供RI移相器916来完成任何期望相移以形成RO’信道信息。
可以提供LSI混频器918来把RSI信道的分量加到LSI信道，并且可以提供乘法器922来计算LSI混频系数，例如对应于LO信道的虚部LSI’的mi环绕混频系数。可以提供LSI移相器924来完成对LSI’信道信息的任何期望相移以形成LSO’信道信息。类似地，可以提供RSI混频器930来把LSI信道分量添加到RSI信道，乘法器932允许计算mi环绕混频系数，并且RSI移相器934可以用来提供对RSI’信道信息的任何期望相移以形成RSO’信道信息。
可以提供乘法器919和921来计算ms环绕混频系数。例如，ms环绕混频系数可以被用来控制大量的LSI和RSI信道，这些信道被加到各自的前部信道输出通路，例如被分别加到LI’和LO’信号。
可以提供LO混频器936来混频LSO’和LO’信道信息以形成输出信号的输出信道LO。类似地，RO混频器938可以被用来将RO’和RSO’信道信息混频以形成输出信号的RO输出信道。
测试下混频器950可以包括第一测试加法器952和第二测试加法器954。第一测试加法器952与第一测试混频器956和第二测试混频器958相连接以在测试混频器950计算测试环绕混频系数mi’和ms’。类似地，第二测试加法器954进一步与能够在测试下混频器950中分别计算测试环绕混频系数ms’和mi’的第三测试混频器960和第四测试混频器962相连接。
控制器940可以与一个或多个输入信道相连接，例如与LSI、LI、CI、LFE、RI和RSI输入信道相连接，以及与全带宽下混频器901的一个或多个乘法器906、908、919、921、922和932相连接，从而使用测试下混频器140’和950来产生和/或更新混频系数ml、mr、ms和mi的一个或多个。为了减少紊乱，控制器940和乘法器906、908、919、921、922和932之间的连接用虚线示出。
第一测试加法器952能够接收在测试下混频器950被接收并且以因数0.91衰减的受限带宽(即，滤波)LSI信道信息作为LSILim。第一测试加法器952还能够接收被反相并乘以互相关因数-0.38的RSI受限带宽信道信息RSILim，以及能够加入衰减的LSILim信号。来自第一测试加法器952的结果信道信息然后可以在第一和第二测试混频器956和958根据测试环绕混频系数mi’和ms’被混频，以分别产生测试混频器950输出信道信息LSO-ImLim和LSO-ReLim。类似地，第二测试加法器954能够将被反相的以因数0.91衰减的RSILim信道信息，与乘以互相关因数0.38的LSILim信道信息相加。结果信道信息然后可以在第三和第四测试混频器960和962根据测试环绕混频系数ms’和mi’混频以分别产生测试混频器950输出信道信息RSO-ReLim和RSO-ImLim。
控制器940还可以与测试下混频器104’、以及第一、第二、第三和第四测试混频器956、958、960和962相连接。控制器940能够接收输入信号的一个或多个LI、CI、RI、LFE、LSI和RSI信道信息，并且确定受限带宽(即，滤波)信道信息，例如，在测试下混频器950中使用LSILim和RSILim。控制器940还能够接收输出信道信息，例如来自全带宽下混频器901的输出信道信息LO和RO，和/或来自测试下混频器950的受限带宽输出信道信息LSO-IMLim、LSO-RELim、RSI-RELim和RSI-IMLim的信道信息，并且产生一个或多个混频系数，例如如下所述使用测试下混频器950的混频系数ml、mr、mi和ms。控制器940还可以与提供用于控制器940的工作存储器和程序存储器的存储设备942相连接。下混频器900的操作将参考图10的流程图作出描述。
图10是说明图9下混频器900的操作的流程图。如图10中所示，输入信道信息在1000被接收，例如，输入信道信息包括用于输入信号LSI、LI、CI、LFE、RI和RSI信道的信息。一个或多个混频系数可以在1002使用控制器940和测试下混频器950产生，响应于参考的图11-13和14-17如下所述的至少其中一个输入信道信息。正如，LI、CI、LFE和RI信道信息可以在1004以如上根据图3和图4-6所述的类似方式混频。此外，LFE信道的信息还可以在其分别在第一LI和RI混频器902和904被混频之前被放大，例如被放大两倍。另外，在CI信道信息在第一LI和RI混频器902和904混频之前，CI信道信息可以通过使用乘法器906和908计算一个或多个混频系数，例如，前部左和右信道混频系数ml和mr。第一LI混频器902产生LI’信道信息和第一RI混频器904产生RI’信道信息。例如，以如上所述关于图3-11的类似方式，LI’和RI’信道信息可以作为左和右输出信号使用以用来产生混频系数ml和mr。
通过分别使用第二LI混频器910和第二RI混频器914，LSI和RSI的信道分量可以在1006被加入到LI’和RI’信道信息。例如，在LSI信道信息于第二LI混频器910与LI’信道信息混频之前，LSI信道信息可以在乘法器919乘以混频系数ms。类似地，在RSI信道信息于第二RI混频器914与RI’信道信息混频之前，RSI信道信息可以在乘法器919乘以混频系数ms。任何前部信道信息的期望相移可以在1008由LI移相器912和RI移相器916提供以分别形成LO’和RO’信道信息。
同时或后续在混频步骤1004、在相加步骤1006和在提供步骤1008之后，在1010，RSI和LSI信道的分量可以彼此相加。例如，RSI信道可以在反相器927被反相，并且在乘法器928被乘以例如-0.38的互相关因数，并且在LSI混频器918与LSI信道信息混频。在被LSI混频器918混频之前，LSI信道信息可以在乘法器929以例如0.91的某个因数衰减。以类似的方式，通过把LSI信道信息乘以例如-0.38的互相关因数，LSI信道的分量可以使用乘法器931被加入RSI信道，并且在RSI混频器930与RSI信号混频。在被RSI混频器混频之前，RSI信道可以在乘法器933以例如0.91的一个因数进行衰减。
在1012，通过将分别来自LSI混频器918和RSI混频器930的信道信息乘以混频系数mi，可以计算各自的混频系数，以分别形成LSI’和RSI’信道信息。
任何期望相移可以在1014提供用于环绕信道。例如，可以将一个相移提供给LSI移相器924的LSI’信道信息以形成LSO’信道信息，其中，该相位相对于LI移相器912提供的相位偏移90度。类似地，RSI’信道信息可以被RSI移相器934同相地移动以形成RSO’信道信息，其中，该相移相对于RI移相器916施加的相位偏移90度。
环绕信道信息和前部信道信息然后可以在1016混频。例如，LSO’信道信息可以在LO混频器936与LO’信道信息混频，以形成输出信号的LO信道，并且LO信道可以在1018被提供。类似地，RSO’信道信息可以在RO混频器938与RO’信道信息混频以形成输出信号的RO信道，并且LO信道可以在1018被提供。
尽管产生步骤1002的混频系数已经在图10流程图中的具体位置显示，但是显而易见的是，例如ml、mr、mi和ms的一个或多个混频系数可以在下混频器900操作过程中的任何时候通过控制器940产生。此外，混频系数不需要同时被产生，而是可以在下混频器900操作过程中的不同时间产生。通过以上关于图3和图4-6所述的类似方式，前部左和右信道混频系数ml和mr可以使用控制器940和测试下混频器104’产生，不再详述。另外，从环绕混频系数mi和ms的混频系数产生可以独立地完成前部信道混频系数ml和mr的混频系数产生。
例如，如图3和图11-13和14-17的流程图所述，环绕混频系数mi和ms的产生可以使用测试混频器950由控制器940产生。如图3中所示，输入和输出信道能量中的至少一个在300被确定。在300确定输入和输出信道能量中的至少一个将根据图11的流程图详述。
图11是说明在确定输入信道能量中，控制器940的操作的流程图，其用于产生例如测试环绕混频系数mi’和ms’的至少一个测试环绕混频系数。如图11中所示，以根据图4的接收步骤400所述的类似方式，用于LSI和RSI信道的输入信道信息在1100在控制器940接收，例如，作为输入信号的信号样本。
输入信道信息可以在1102通过控制器940滤波以产生受限带宽输入信道信息LSILim和RSILim信道信息。例如，以根据图4的滤波步骤402所述的类似的方式，输入信道信息可以使用有限脉冲响应滤波器在1102滤波，例如加强频率和700-4000赫兹的频率范围。
受限带宽输出信道信息可以在1104在测试下混频器950被确定为LSO的实部和虚部信道信息LSO-ReLim和LSO-ImLim，和RSO的实部和虚部信道信息，RSO-ReLim和RSO-ImLim为
LSO-ReLim＝ms’*LSILim (等式23)
LSO-ImLim＝mi’*(0.91*LSILim+.38*RSILim) (等式24)
RSO-ReLim＝ms’*RSILim，和 (等式25)
RSO-ImLim＝mi’*(-.91*RSILim-.38*LSILim)， (等式26)
其中，ms’和mi’被初始化为值0.7。受限带宽输入信道能量可以在1106通过控制器940被确定用于LSI能量和RSI能量，它们分别为ELSILim和ERSILim，其中
ELSILim＝ELSI2Lim，和 (等式27)
ERSILim＝ERSI2Lim. (等式28)
受限带宽输出信道能量可以在1108由控制器940确定分别为LSO信道能量的实分量和虚分量ELSO-ReLim和ELSO-ImLim，和RSO信道能量的实分量和虚分量ERSO-ReLim和ERSO-ImLim，其中
ELSO-ReLim＝LSO-Re2Lim (等式29)
ELSO-ImLim＝LSO-Im2Lim (等式30)
ERSO-ReLim＝RSO-Re2Lim，和 (等式31)
ERSO-ImLim＝RSO-Im2Lim (等式32)
例如根据在410的平均，受限带宽输入和输出信道能量可以用以上所述的类似方式通过控制器940在1110分别平均为LSI、RSI、LSO和RSO的平均能量，ELSISum、ERSISum、ELSOSum和ERSOSum，其中
ELSISum＝ELSISum+ELSILim (等式33)
ERSISum＝ERSISum+ERSILim (等式34)
ELSOSum＝ELSOSum+ELSO-ReLim+ELSO-ImLim，和 (等式35)
ERSOSum＝ERSOSum+ERSO-ReLim+ERSO-ImLim (等式36)
在1112可以确定是否完成取平均值。当取平均值没有完成时，流程回到接收步骤1100。当在1112确定完成取平均值时，总受限带宽输入和输出信道可以在1114被控制器分别确定为EInLim和EOutLim，为
EInLim＝ELSISum+ERSISum，和 (等式37)
EOutLim＝EISOSum+ERSOSum。 (等式38)
回到图3，当在300确定输入和输出信道能量的至少一个的时候，反馈常数可以在302被确定。反馈常数的确定步骤302将根据图12的流程图说明。
图12是说明在确定反馈常数fbsi中控制器940操作的流程图，反馈常数fbsi可以用于确定一个或多个用于测试下混频器950的测试混频系数，例如，测试环绕信道混频系数mi’和ms’。如图12所示，例如，在1114被确定的受限带宽输入和输出能量可以通过控制器940在1200滤波器以形成滤波后的输入和输出受限带宽能量SINLim和SOUTLim，为
SINLim＝.98*SINLim+.02*EINLim，和 (等式39)
SOUTLim＝.98*SOUTLim+.02*EOUTLim。 (等式40)
这样的滤波可以是低通滤波，并且可以使用具有例如70毫秒的时间常数的滤波器来完成。其它的时间常数可以被使用。
反馈常数fbsi可以在1202通过控制器940被确定为
fbsi＝.98*fbsi+gfb*((SOUTLim/SINLim)-1)， (等式41)
其中，gfb的值为0.04。将被使用的gfb值的考虑事项可以类似于根据上述关于图5的产生步骤504所述。根据图13将描述的是，当在302确定反馈常数时，一个或多个测试环绕混频系数就可以在304通过控制器940产生。
图13是说明控制器940在产生用于下混频器900的测试环绕混频系数时的操作流程图，例如测试环绕信道混频系数mi’和ms’。如图13中所示，在1300确定在1202确定的反馈常数fbsi的值是否大于或等于零。当反馈常数不大于或等于零的时候，测试环绕混频系数ms’的值在1302由控制器940设置为值
ms’＝0-fbsi， (等式42)
并且测试混频系数mi’的值在1304被设置为值1。然而，当在1300确定反馈常数大于或等于零时，ms’的值在1306设置为零，在1380，mi’的值被设置为
ml’＝1-fbsi (等式43)
当mi’小于零时，mi’在1310被重新设置为值零。
在产生测试混频系数mi’和ms’之后，测试环绕混频系数mi’和ms’可以由控制器用来更新全带宽下混频器901所用的环绕混频系数mi和ms。更新步骤1312可以用上述的类似方式来完成，例如根据图6的更新步骤608。
例如，当LSI或RSI信道由相同信号一起驱动时，混频系数mi可以在下混频器900中用来衰减环绕信道的一个或两者。环绕混频系数mi可以由一个小反馈回路调整以保持输入功率和输出功率基本上相等。环绕混频系数ms可以用来例如旁路90度移相器924和934，其中，ms可以控制被加到前部信道的大量交叉混频的环绕信号，例如，在LSI和RSI不同相的情况中。当ms具有非零正值时，环绕输入信道的相干信号可以在下混频器900的90度相移通路和非90度相移通路中提供。
在至少某些环境中，在环绕混频系数被下混频器900使用之前或使用中，理想的是对一个或多个环绕混频系数作出修改/调整，例如根据图13被确定的环绕混频系数mi和ms。随着前部信道混频系数ml和mr的产生，一个或多个环绕信道混频系数mi和ms一般在测试下混频器环境中产生。通过使用产生混频系数mi和ms中的一个或两者的测试下混频器，该系数可以在全频率范围下混频器中使用之前被另外修改/调整，其中，mi和ms的值可以被保持在测试下混频器中以不干扰反馈。
环绕混频系数mi和ms中的一个或两者的值可以被调整来产生双信道下混频，其通过在有源方式(active manner)下改变前部信道和后部信道之间的能量比在主观上接近原始的五信道下混频。这类修改可以对于在环绕信道中存在太多混响的情况进行调整。前部信道和环绕信道中的能量比，F/S，可以被用来调整混频系数mi和ms。该调整可以包括把mi和ms的至少一个或两者都减少某个量，例如，对应于LSI和/或RSI信道信息的3dB，如下所述，其中F/S比大于1。此外，在某些情况中，理想的是在一个或多个输入信道中主动寻找可听声音成分(即，非混响声音信息)，例如，在环绕信道LSI和RSI的一个或两者中。当可听声音成分存在时，应用于混频系数mi和ms的3dB衰减可以被除去。
另外，环绕混频系数mi和ms可以被调整来增强不同的声音事件，例如，强调可能其强度不如在下混频器900接收的出现在前部信道中的同时信号的环绕信道信号。声音事件可以被认为是定向瞬态现象，例如，诸如喊叫或鼓击的具有原始能量尖峰的声音，并且，其中，关于瞬时方向的信息被保存(即，没有被物体阻碍)。两种类型的声音事件可能是音节和脉冲声。音节可以包括音素和音符。音素是瞬时声音，其具有人类语音中单音(phone)的特征并且对于检测和定位人类语音中的音节特别有用。音符是乐器产生的单独的音符。因为音符和音素具有共同的特征，所以它们可以被一起称为“音节”。音节通常具有下列特征：大约至少50毫秒至大约200毫秒的有限持续时间，但一般是150毫秒左右；大约33毫秒的上升时间；通常不会比大约每0.2毫秒到大约0.5毫秒一次更频繁地出现；和可能具有低或高的音量(幅度)。相反，脉冲声可能是非常短持续时间的瞬态，比如鼓击或摩擦(frictives)，以及语音中的爆破音。脉冲声通常具有下列特征：大约5毫秒到大约50毫秒的短持续时间，大约1毫秒到大约10毫秒的上升时间，以及高音量。
声音事件可以被检测，例如David H.Griesinger在2003年5月2日申请的、代理人记录号11336/208、标题为″Sound Event Detection″(声音事件检测)的美国专利申请(尚未分配申请号)，其内容在此结合作为参考。例如，其中一个输入信道的输入能级中的增长速率可以用来检测声音事件的开始。例如，可以检测LSI和RSI信道的一个或两者中的增长速率，其中，混频系数mi和/或ms的值可以被调整来允许声音事件在双信道混频中比信号功率被完全保存的情况更为突出。例如，可以除去用于抗击一个或多个输入信道中的所检测的混响信号的任何3dB衰减。声音事件检测器可以与任何输入信道结合使用，并且具体输入信道中的重要声音事件的存在可以被用来触发该信道中的能级的临时提升。该提升可以通过增加例如混频系数mi和ms的一个或多个混频系数的值来完成。这类提升可以维持例如100到300毫秒。此外，该提升可以是例如对应相应的信道信息的1-3dB增益的提升，用于增强结果下混频中低能级声音事件的可闻度。
图14-17是说明一个或多个环绕混频系数的调整的流程图。
图14是说明控制器940在调整一个或多个混频系数中操作的流程图，例如环绕混频系数mi和ms。如图14中所示，输入信道能量在1400确定。输入信道能量的确定步骤1400在下面根据图15的流程图说明。当在1400确定输入信道能量时，一个或多个例如mi和ms的混频系数可以在1402调整。混频系数调整步骤1402根据图16-17的流程图在下面说明。
图15是说明控制器940在1400确定输入信道能量中的操作的流程图。输入信道信息在1500接收，并且可以包括关于输入信号的LI、RI、CI、LSI和RSI信道的信息。前部输入信道LI、CI和RI信道的前部输入信道能量可以在1502被确定为ELI、ECI和ERI，其中
ELI＝LI2 (等式44)
ECI＝CI2和 (等式45)
ERI＝RI2 (等式46)
IP信道信息可以在1500用以上根据图4的接收步骤400所述的类似方式接收。总前部输入信道能量可以在1504被确定为EFI，其中
EFI＝ELI+ECI+ERI (等式47)
环绕输入信道能量可以在1506对LSI信道和RSI信道分别确定为ELSI和ERSI，其中
ELSI＝LSI2和 (等式48)
ERSI＝RSI2 (等式49)
总环绕输入信道能量ESI可以在1508被确定为
ESI＝ELSI+ERSI (等式50)
前部和环绕输入信道能量可以在1510被分别平均为EFISum和ESISum，其中
EFISum＝0.9*EFISum+0.1*EFI和 (等式51)
ESISum＝0.9*ESISum+0.1*ESI (等式52)
取平均值1510可以用上述，例如根据图4在410取平均值的类似方式来完成。
在1512可以确定取平均值是否完成。当取平均值没有完成的时候，流程回到上述的1500接收输入信道信息并且如上继续下去。当在1512确定完成取平均值时，前部和环绕输入信道平均值在1514被滤波为EFILim和ESILim，其中
EFILim＝0.99*EFILim+0.01*(EFISum)和 (等式53)
ESILim＝0.97*ESILim+0.03*(ESISum) (等式54)
一旦输入信道能量在1400被确定，混频系数就可以在1402根据图16和17的流程图所述而调整。
图16是说明在1402中控制器940在调整一个或多个例如环绕混频系数mi和ms的混频系数中操作的流程图。如图16中所示，环绕能量提升因数SBF可以在1600被产生为
SBF＝3*ESI-2*ESILim (等式55)
然后，可以判断平均环绕能量ESILim是否上升。这通过在1602确定平均环绕能量是否小于环绕能量提升因数而完成。当确定平均环绕能量小于环绕能量提升因数时，平均环绕能量就可以使用第一时间常数在1604取平均，例如为
ESISum＝0.99*ESISum+0.01*SBF (等式56)
例如，第一时间常数可以是大约150毫秒。
然而，当在1602确定平均环绕能量不小于能量提升因数时，平均环绕能量可以在1606使用第二时间常数被平均为
ESISum＝0.999*ESISum+0.001SBF (等式57)
其中，第二时间常数可以是例如大约1.5秒。
平均环绕输入能量然后可以响应于环绕输入能量的当前值来平均。例如，这可以通过步骤1602、1604和1606来完成。
前部/后部能量比，F/S，可以在1608被确定为平均前部信道和平均环绕信道输入能量之间的能量比，为
F/S＝(EFISum+1)/((1.2*ESISum)+1) (等式58)
前部/环绕能量比可以是环绕输入信道的偏置，例如，1.2dB。此外，前部/环绕能量比可以被限制在0.1和10的范围内。例如，当前部/环绕功率比大于10时，前部/环绕能量比可以被设置为值10。当前部/环绕能量比小于0.1时，前部/环绕能量比可以被设置为值0.1。
混频系数mi和ms可以响应于前部/环绕能量比而确定。这可以通过在1610确定前部/环绕能量比是否大于值4来完成。当前部/环绕能量比大于4时，混频系数ms和mi可以在1612和1614被设置为
ms＝0.71*ms和 (等式59)
mi＝0.71*mi (等式60)
然而，当在1610确定前部/环绕能量比不大于4时，在1616可以判断前部/环绕能量比大于或等于值2并且小于或等于值4。如果前部/环绕能量比大于或等于2并且小于或等于4，则混频系数ms和mi可以分别在1618和1620被设置为
ms＝0.8-0.045*(F/S-2)和 (等式61)
mi＝0.8-0.045*(F/S-2) (等式62)
然而，如果在1616确定前部/环绕能量比不大于或等于2并且不小于或等于4，则混频系数ms和mi可以在1622和1624被设置为
ms＝1-0.2*(F/S-1)和 (等式63)
ml＝1-0.2*(F/S-1) (等式64)
此外，例如环绕混频系数mi和ms的混频系数值可以响应于作为环绕信道能级增长比S/I的环绕信道输入能级的增长而调整。对响应于后部环绕信道输入能级的混频系数mi和ms的调整根据图17的流程图说明。
图17是说明控制器940在调整一个或多个例如环绕混频系数mi和ms的混频系数中操作的流程图，该调整响应于后部环绕输入能量能级比S/I。如图17中所示，后部环绕输入能量比S/I在1700产生，其中
S/I＝SBF/ESILim (等式65)
其中，环绕能量提升因数根据图16确定，并且ESILim根据图15确定。然后在1702判断第二环绕提升因数指示符SBF2是否小于环绕输入能量比。当第二提升因数小于该能量比时，第二环绕提升因数在1704被设置为
SBF2＝0.8SBF2+0.2S/I (等式66)
然而，当第二环绕提升因数不小于环绕输入能量比值时，第二环绕提升因数指示符可以在1706被设置为
SBF2＝0.97SBF2+0.03S/I (等式67)
其中，第二环绕提升因数在1704表示大约7毫秒的时间常数，和第二提升因数在1706表示大约70毫秒的时间常数。
第二环绕提升因数指示符可以响应于F/S而按比例决定。这通过在1708判断F/S是否小于0.6而完成。当F/S小于0.6的时候，环绕提升因数指示符SBF可以被按比例决定为
SBF2＝SBF2*(S/I*1.8) (等式68)
然而，当在1708确定F/S不小于0.6时，可以在1712判断F/S是否大于1.8。当F/S大于1.8时，第二环绕提升因数可以在1714按比例被确定为
SBF2＝SBF2/(S/I*0.6) (等式69)
当第二环绕提升因数已经在1710或1714按比例确定时，或当在1712确定F/S不大于1.8时，在1716可以判断F/S是否大于1.3。当在1716确定F/S大于1.3时，第二环绕提升因数可以在1718按比例确定为值1.3。当第二环绕提升因数在1718按比例确定时，或当F/S被确定不大于1.3时，在1720可以判断F/S是否大于1。
当在1720确定F/S大于1时，第二环绕混频系数ms和mi可以在1722和1724被设置为
ms＝ms*SBF2和 (等式70)
mi＝mi*SBF2 (等式71)
当环绕混频系数ms和mi在1722和1724已经被设置时，或当在1720确定F/S不大于1的时候，流程可以回到接收输入信道信息1100并且根据图11所述继续下去。
尽管已经对用在下混频中的用于基本上在输出信号中保存输入信号的能量和预定方向的混频系数的产生之后出现的混频系数的调整/修改做了说明，但是显而易见的是，根据图14-16所述的混频系数的调整可以独立于根据图4-6和/或图11-13所述的混频系数的产生。此外，根据图14-17作出的混频系数调整可以在具体间隔作出，例如，下混频器处理的音频信号信息的每64个采样，在此，例如，输入信号的总采样速率是每秒44100样本。其它具体周期可以被用于调整/修改混频系数。此外，下混频器能够以每秒44100样本的抽样速率来处理音频信号。
尽管下混频器100和900已经被描述为下混频器或把具有3输入信道和5.1输入信道的输入信号分别下混频到具有2输出信道的输出信号，但是显而易见的是，上述讲述可以被应用于一个下混频器，该下混频器用于把具有任意数量输入信道的输入信号混频到具有小于输入信道数量的多个输出信道的输出信号。下混频器100和900可以在一个或多个执行适当编程码的微处理器上实现，编程码存储在微处理器的内部存储器中和/或分别存储在存储设备120和942中。例如，一个或多个微处理器可以被充分地编程并且具有处理能力和其它硬件要求，以允许微处理器提供关于下混频器100和900的在此所述的功能。此外，这些微处理器能够提供任何数字信号处理、滤波或其它功能，用于在此所述的下混频。
当下混频器100或900处于运行中时，测试混频器可以在一直产生混频系数值中使用。使用例如测试混频器104或测试混频器950的测试混频器的控制器可以不断监控输入和输出能量，并且在适当的时间确定一个或多个混频系数值以允许输入信号的信号能量和预定方向在输出信号中基本上保存。可替换地，控制器106可以监控全带宽下混频器的输入和输出信号能量，并且在当全带宽输出能量不等于全带宽输入能量时的环境中调用测试下混频器来产生混频系数值。
尽管前部信道和环绕信道混频系数值已经在使用例如测试混频器104和测试混频器950的测试混频器分别产生时说明，但是显而易见的是当下混频器正在把输入信号下混频到输出信号时，混频系数值可以使用全带宽下混频器确定。在这种环境中，可以不需要或提供测试混频器。例如，控制器106可以确定全带宽下混频器的全带宽输入和全带宽输出信号的输入能量，并且根据图4-6和11-13的上述的类似方式来使用这个全带宽能量产生和/或更新混频系数值用于受限带宽能量。另外，尽管测试下混频器950被描述为与5.1信道下混频器一起使用，但是显然测试下混频器950可以被用于产生环绕混频系数值，该环绕混频系数值可以被用于任何具有环绕信道下混频能力的下混频器。
提供能够产生混频系数的下混频器，这样输入信号的能量和预定方向在输出信号基本上保存。这类混频系数产生可以在例如测试下混频器中完成，其中，混频系数的值可以更新到例如全带宽下混频器的非测试下混频器。测试下混频器可以对受限带宽输入信道信息进行操作，这样可以产生加强人类收听者可察觉的充分可听的频率的混频系数值。此外，下混频器能够调整混频系数值，其响应于多个输入信道的某个组合的能量比(即，前部信道能量对后部信道能量的比，等等)。当下混频输入信号时，混频系数可以调整，例如来加强所检测的声音事件的开始，比如来自乐器的音符、语音中的音节。另外或可替换地，混频系数值可以被调整以在输出信号提供输入信号混响的更精确再现。另外，例如在解码器，当下混频的信号稍后被上混频时，下混频器能够保存输入信号的预定方向。解码器能够根据至少在此所述部分讲述确定已经被下混频的环绕信道信息是可以作为环绕信道信息被上混频的环绕信道信息。
下混频器100和900一般作为在一个或多个用于在此所述功能的微处理器上执行的程序编制实现。然而，下混频器显然可以使用任何硬件设备的组合和/或在一个或多个微处理器上执行的程序编制实现，以执行在此所述的功能。
类似地，控制器106和940可以包括被设计用于具体功能的硬件设备的任何组合(例如，包括能够提供比如滤波、混频以及类似功能的专用集成电路)。控制器106和940可以由一个或多个执行编程码的微处理器组成，以实现根据控制器106和940所述的功能。
存储设备120和存储设备942可以由一个或多个固定或可移动的存储设备组成，这些存储设备包括但不限于固态介质、磁和光学介质。固态介质可以包括但不限于诸如ROM、PROM、EPROM、EEPROM，和任何类型的RAM的集成电路，以及诸如闪存介质卡(flash mediacard)的可移动的记忆存储设备，和任何这些设备的派生存储系统。磁介质可以包括但不限于磁带和诸如软盘和硬盘驱动器之类的磁盘。光学介质可以包括但不限于诸如压缩光盘(Compact Disc)和数字视频磁盘(Digital Video Disc)的光盘。一般来说，存储设备120和942包括工作存储器(RAM)部分和用于存储编程码的程序存储器部分，用于任何微处理器来实现在此所描述的功能。此外，存储设备120和942还包括用于存储的充分的存储介质，例如，上述用于把输入信号下混频到输出信号的混频系数表。
尽管下混频器100和900，特别是控制器106和940已经在例如第一时段的具体时段平均输入和输出信号能量中具体说明，但是平均过程显然可以在其它时段来完成。此外，当输入和/或输出信号能量没有被平均时，显而易见的是至少上述部分优点可以被实现。
此外，尽管已经描述了在测试混频器中产生的一个或多个混频系数，但是显而易见的是，不需要提供测试混频器，其中，当各自的全带宽下混频器正在把输入信号下混频到输出信号时，在实现至少上述的一些优点的同时，混频系数可以在全带宽下混频器102和901的操作过程中产生和/或调整。
虽然已经描述本发明的不同实施例，但是对于本领域普通技术人员显而易见的是，更多的实施例和实现方式在本发明范围内是可能的。因此，本发明在根据附加的权利要求和其等效物之外不受限制。